一、实验目的
本实验旨在通过有机化学反应合成苯妥英钠,掌握其合成原理及操作方法,了解药物合成的基本流程,并进一步巩固对有机化合物结构与性质之间关系的理解。
二、实验原理
苯妥英钠(Phenytoin Sodium)是一种常用的抗癫痫药物,其化学名为5,5-二苯基乙内酰脲钠盐。其合成通常采用乙内酰脲法,以苯乙酮和尿素为原料,在碱性条件下进行缩合反应,生成苯妥英,再与氢氧化钠反应生成苯妥英钠。
反应方程式如下:
$$
\text{C}_6\text{H}_5\text{COCH}_3 + \text{NH}_2\text{CONH}_2 \xrightarrow{\text{NaOH}, \Delta} \text{C}_6\text{H}_5\text{C}(\text{NHCO})_2\text{CH}_3 \xrightarrow{\text{NaOH}} \text{C}_6\text{H}_5\text{C}(\text{NHCO})_2\text{CH}_2\text{Na}
$$
三、实验材料与仪器
1. 试剂:苯乙酮、尿素、氢氧化钠、浓盐酸、无水乙醇、蒸馏水等。
2. 仪器:圆底烧瓶、冷凝管、加热套、磁力搅拌器、分液漏斗、pH试纸、滤纸、烘箱等。
四、实验步骤
1. 反应体系的制备
在500 mL圆底烧瓶中加入10 g苯乙酮和15 g尿素,加入适量无水乙醇作为溶剂,然后缓慢加入约20 mL 10%的氢氧化钠溶液,充分搅拌至混合均匀。
2. 加热反应
将烧瓶置于加热套上,保持微沸状态反应约1小时,期间不断搅拌,观察反应体系的变化。
3. 酸化处理
反应完成后,将反应液冷却至室温,用稀盐酸调节pH至酸性(pH≈4),此时会有白色固体析出,即为苯妥英粗品。
4. 过滤与洗涤
用布氏漏斗抽滤得到粗产品,用少量冷水洗涤数次,去除杂质。
5. 重结晶
将粗产品溶解于热乙醇中,趁热过滤,冷却后析出晶体,再次过滤并干燥,得到纯化的苯妥英。
6. 制备苯妥英钠
将所得苯妥英加入适量氢氧化钠溶液中,加热回流一定时间,冷却后析出苯妥英钠,过滤、干燥后得到最终产物。
五、实验结果与分析
1. 实验过程中观察到反应液由澄清逐渐变浑浊,说明反应进行顺利。
2. 酸化后析出的白色固体为苯妥英,经过重结晶后纯度较高。
3. 最终产物苯妥英钠经检测,熔点与文献值相符,表明合成成功。
六、实验注意事项
1. 氢氧化钠具有强腐蚀性,操作时需佩戴防护手套和护目镜。
2. 加热过程中应控制温度,避免剧烈沸腾导致液体溅出。
3. 酸化时应逐滴加入盐酸,防止局部过酸造成副反应。
4. 实验结束后,所有废液应按实验室规定分类处理。
七、实验结论
本次实验成功合成了苯妥英钠,掌握了其合成方法及关键操作步骤。通过本实验,不仅加深了对有机合成反应机理的理解,也提高了实验操作技能和问题分析能力。
八、参考文献
1. 《有机化学实验教程》
2. 《药物合成反应》
3. 《现代药物化学实验技术》
4. 相关学术论文及药品说明书
如需进一步修改或补充,请随时告知。